скачать PDF

Аннотация

В настоящей публикации проведен анализ сил, действующих на заготовку (шар) со стороны электромагнитного поля ин-дуктора, в процессе его движения при осесимметричном индукционном нагреве под термообработку. При помощи метода ко-нечных элементов (МКЭ) и пакета программ FEMM была смоделирована динамика магнитного поля индуктора, а также разра-ботана совместная математическая модель индуктора и заготовки. Это позволило определить влияние различных факторов, таких как частота тока индуктора, его величина, геометрические параметры индуктора, физические параметры материала индуктора и шара, а также положение шара в процессе нагрева на величину электромагнитной силы, действующей на заготовку. Полученное выражение является фундаментальным с точки зрения анализа влияния сил электромагнитного характера на кинематику движения шара в процессе осесимметричного индукционного нагрева под термообработку. Результаты данного исследования особенно актуальны при разработке установок индукционного нагрева (УИН) для осесимметричного индукционного нагрева металлоизделий шарообразной формы в массовом производстве мелющих тел для горно-обогатительных фабрик и цементных заводов, шариков подшипников качения, клапанов в гидравлических системах, в том числе высокоизносостойких шариков в обратных клапанах глубинных насосов для нефтедобычи и др.

Ключевые слова

Индуктор, анализ, кинематика, шар, индукционный нагрев, электромагнитные силы.

Мещеряков В.Н.

ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет»

Титов С.С., Безденежных Д.В.

ООО «НПП Система48»

1. Пат. 2453612 РФ, МПК C21D1/42, H05B6/36. Индуктор непрерывного действия для симметричного нагрева изделий шарообразной формы / Мещеряков В.Н., Кузьменко В.И., Титов С.С. Опубл. 20.06.2012. Бюл. №17. 4 с.

2. Мещеряков В.Н., Титов С.С. Установка индукционного нагрева под термообработку металлоизделий шарообразной формы // Электрометаллургия. 2015. № 8. С. 14–22.

3. Мещеряков В.Н., Кузьменко В.И., Титов С.С. Разработка метода и устройства для транспортирования и равно-мерного осесимметричного индукционного нагрева ша-ров // Индукционный нагрев. 2011. № 3. С. 40–43.

4. Нейман Л.Р., Демирчян К.С. Теоретические основы электротехники. Л.: Энергия, 1981. Т. 2. 533 с.

5. Слухоцкий А.Е., Рыскин С.Е. Индукторы для индукци-онного нагрева. М.: Энергия, 1974. 263 с.

6. David J. Griffiths. Introduction to Electrodynamics. 4th Edition. Pearson, 2012. 624 с.

7. Lupi S., Forzan M. Induction and Direct Resistance Heating: Theory and Numerical Modeling. Springer, 2015. 370 с.

8. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по мате-матике. Изд. 10-е. М.: Наука, 1986. 544 с.

9. Байда Е.И. Расчет электромагнитных и тепловых полей с помощью программы FEMM. Харьков: НТУ «ХПИ», 2015. 147 с.

10. Параллельные вычисления в УрО РАН [Электронный ресурс]. М.: Институт математики и механики УрО РАН, 2016. URL: http://parallel.uran.ru/node/203, свободный. Загл. с экрана.